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石墨烯/SiC基底上向列相液晶的表面诱导转变
摘要: 生长在SiC衬底上的石墨烯的扶手椅方向上排列着向列相液晶指向矢。该向列相的温度依赖性织构变化与常规取向层上的织构不同。液晶盒制备后,等向-向列相变温度随时间推移逐渐降低。相变过程中会出现微小畴区,且这些畴区似乎在向列相中随温度降低从临界温度开始合并。这被认为是界面处发生相变所致。另一方面,生长在铜箔上的石墨烯中的向列相液晶未显示织构变化,即使经过很长时间,相变温度也不会降低。X射线荧光测量表明液晶中可能存在从SiC衬底析出的硅原子。我们提出了石墨烯表面一级相变的模型:该相变伴随着标量序参数的非均匀分布,以及指向矢场中微小多晶结构向大畴区分布的转变。这种结构转变发生在与体相转变对应的温度不同的温度下。此类行为可通过与SiC-石墨烯界面接触的硅原子吸附过程来解释。
关键词: 表面诱导转变、相变、碳化硅衬底、向列相液晶、石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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生长压力对低压化学气相沉积法在r面和c面蓝宝石上直接生长石墨烯的影响
摘要: 通过低压化学气相沉积法,在无需金属催化剂的情况下,于r面和c面蓝宝石衬底上均实现了石墨烯生长。研究系统改变生长压力以探究其对石墨烯生长的影响,结果表明:在r面蓝宝石上,石墨烯覆盖率随生长压力升高而增加;而在c面蓝宝石上则随压力升高而降低。拉曼光谱与原子力显微镜分析显示,r面蓝宝石上的生长层为单层石墨烯,c面蓝宝石上则为双层结构。推测石墨烯在r面蓝宝石上仅以二维成核模式生长,而在c面蓝宝石表面形成的凹坑中更易生长——这些由氧脱附产生的凹坑可能具有某种催化效应。
关键词: 蓝宝石、低压化学气相沉积、原子力显微镜、生长压力、石墨烯、拉曼光谱
更新于2025-09-04 15:30:14
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湿度驱动的石墨烯/ Cloisite杂化薄膜的机械与电学响应
摘要: 通过浇铸氧化石墨烯和Cloisite Na+的水分散液,制得了湿度驱动且电响应的石墨烯/ Cloisite杂化薄膜。该均质薄膜兼具亲水性与高水蒸气阻隔性,能利用非对称湿度暴露下产生的跨膜水分梯度实现湿度驱动执行器。这种自支撑、柔性的杂化薄膜展现出高达75°的快速湿度触发双向弯曲,其弯曲角度可通过调节两种组分的相对含量进行调控。稳态下可保持最高60%的弯曲角度,对湿度产生显著且可靠的响应。此外,热处理使氧化石墨烯还原,赋予薄膜湿度依赖的电导率——从20%相对湿度(RH)时的1.5×10?? S提升至90% RH时的2.7×10?? S。这些薄膜被用于构建湿度敏感型电开关系统,其可逆驱动源于焦耳效应引发的水分脱附。由于制备简便且性能可调,这类新型石墨烯基材料适用于开发湿度驱动与电响应的执行器和传感器。
关键词: 石墨烯/蒙脱土杂化材料、湿度传感、湿度触发执行器、可逆弯曲
更新于2025-09-04 15:30:14
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二硫化铼在石墨烯上的位点选择性与范德华外延生长
摘要: 生长基底的表面对二维材料的生长行为具有重要影响。二硫化铼(ReS?)是一类具有独特扭曲1T晶体结构和厚度无关直接带隙的新型二维过渡金属硫族化合物。由于ReS?层间耦合较弱,其生长基底的作用更为关键——这种特性会导致材料优先沿垂直平面方向生长而抑制均匀的面内生长。本研究采用石墨烯作为ReS?生长基底,通过化学气相沉积法成功制备了石墨烯/ReS?垂直异质结构。与表面存在悬挂键且粗糙的SiO?/Si基底(会阻碍ReS?均匀生长)相比,石墨烯片层具有的惰性光滑表面特性为吸附原子迁移提供了更低能垒,从而促进ReS?沿面内方向在石墨烯表面生长。此外,基于硫原子与石墨烯表面间的强结合能,通过选择性生长实现了石墨烯/ReS?异质结构图案化。这项关于石墨烯作为生长模板在范德华异质结构形成中作用的基础研究,为二维异质结构的合成提供了重要见解。
关键词: 二硫化铼,化学气相沉积,二维异质结构,石墨烯,位点选择性生长
更新于2025-09-04 15:30:14
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添加石墨烯的DNA混合薄膜的化学和物理性质调控
摘要: 虽然DNA和石墨烯的特性已有充分研究,但由于制备方法的局限性,关于嵌有石墨烯的DNA与十六烷基三甲基氯化铵修饰DNA(CT-DNA)杂化薄膜(HTFs)的化学物理性质鲜少被探讨。本研究开发了一种简便的滴铸法构建添加石墨烯纳米粉(GNP)的DNA及CT-DNA杂化薄膜,并系统表征了其结构、元素组成、自旋态与化学官能团、结合相互作用、振动/伸缩模式、紫外可见吸收、光致发光及电学特性等特征。含GNP的DNA杂化薄膜能谱显示C、N、O、Na和P元素在特征能量处出现峰位。X射线光电子能谱表明GNP通过物理吸附作用于DNA,导致O 1s和P 2p核心能谱峰位偏移与抑制。拉曼与傅里叶变换红外光谱的强度变化揭示了GNP通过吸附、静电作用及π-π堆叠与DNA/CT-DNA形成杂化结构。紫外可见吸收和光致发光光谱显示GNP对DNA/CT-DNA杂化薄膜具有显著影响。较高[GNP]含量的DNA/CT-DNA杂化薄膜因GNP互联网络的形成,表现出明显的电流增强效应。
关键词: 光谱学、DNA、电学性质、混合薄膜、石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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与CMOS兼容的石墨烯
摘要: 基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的集成电路使用金属互连导线(最初采用铝,近年来改用铜)来实现各电路元件间的电气连接。随着技术节点不断缩小以在每平方英寸硅片上集成更多器件,互连导线的横截面积也需相应缩减,这导致电阻率升高、发热及电迁移问题加剧。近期对熔点高于铜的金属(如钴和钌)的研究显示出良好的抗电迁移稳定性,但其较高的电阻率可能限制其仅适用于短程局部互连。同样,尽管高导电性石墨烯具有潜力,但因其制备需高温处理(与CMOS技术不兼容),相关应用尝试迄今仍受限。加州大学圣塔芭芭拉分校的Kaustav Banerjee团队现已开发出一种在CMOS工艺热约束条件下制备插层掺杂石墨烯纳米带互连的方法。该基于压力辅助固相扩散的技术将生长温度降至300°C,研究人员成功在SiO2基底上制备出20纳米宽的多层石墨烯互连。其电阻率低于同截面尺寸的金属互连,结果表明若替代钴/钌基互连,电路延迟可降低四倍。此外,稳定性和可靠性分析表明不存在任何电迁移相关问题。
关键词: 互连、CMOS、电阻率、电迁移、石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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《AIP会议论文集》[作者:国际可持续工程与技术会议(ICONSET 2018)——印度卡纳塔克邦(2018年4月19-20日)] - 石墨烯/MoS2异质结层的合成及其表征
摘要: 原子级薄层MoS2/石墨烯异质结构的合成因其独特性能在光电器件领域备受关注。本研究提出一种采用低压化学气相沉积法制备MoS2/石墨烯异质结构的方法。原子力显微镜和拉曼光谱表明,石墨烯上的MoS2薄膜具有良好的厚度均匀性。这种基于二维异质结构的新型传感结构有望为可穿戴电子设备提供关键传感平台的简易实现途径。
关键词: 异质结层,表征,二硫化钼,应用,石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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四分之一波长腔中具有可变带宽的石墨烯增强吸收
摘要: 四分之一波长腔作为抑制波反射的经典结构,为增强超薄材料与光的相互作用提供了有效途径。本文提出一种调控石墨烯在四分之一波长腔中增强吸收带宽的方法:通过改变石墨烯与金属反射面之间的间距(该间距等于奇数倍四分之一波长),可激发基模及高阶腔模式,这些模式的场与石墨烯耦合时具有不同光谱带宽,从而实现石墨烯吸收带宽的可控调节。实验测得单层石墨烯在15°和85°入射角下的吸收效率分别为9%和40%。当石墨烯与金属反射面间距从四分之一波长增至七倍四分之一波长时,其吸收带宽在中心波长的52%至10%之间变化。本研究为工程化制备具有可控带宽的强吸收石墨烯提供了新思路,在调控石墨烯基光电器件光谱响应方面具有重要应用前景。
关键词: 四分之一波长腔、带宽控制、增强吸收、石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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[IEEE 2018国际微波与毫米波技术会议(ICMMT)- 中国成都(2018年5月7日-2018年5月11日)] 2018国际微波与毫米波技术会议(ICMMT)- 基于石墨烯的可调谐太赫兹超材料吸收器
摘要: 本文提出了一种基于石墨烯的可调谐太赫兹超材料吸收器。该吸收器为周期性结构,其单元由单层石墨烯上四个方形金贴片组成,这些金贴片置于由金底层支撑的介电间隔层之上。仿真结果表明,通过静电栅控或调节金贴片的几何尺寸来改变石墨烯的化学势,可实现吸收频率的调控。通过在单元中引入更多不同尺寸的金贴片,能显著扩展吸收带宽,从而获得宽带吸收器。
关键词: 宽带、太赫兹、超材料吸收器、可调谐、石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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石墨烯改性电活性聚合物用于仿生系统膜的结构:模拟与实验
摘要: 提出了一种模型,用于描述填充水的Nafion-石墨烯复合材料的结构,该材料构成了能在空气和液体介质中工作的仿生系统执行器电活性聚合物膜的主体。该模型预测离子电导率会随着石墨烯改性剂浓度的增加而增长,这是因为含有疏水性石墨烯薄片的Nafion骨架部分团簇尺寸会随孔径增大而扩大。随后达到石墨烯改性剂的最佳浓度,在此浓度下膜材兼具最大离子电导率、驱动能力及弹性特性。实验验证了向Nafion中引入改善执行器性能所需改性剂用量的可行性。
关键词: 还原氧化石墨烯、仿生系统、人工肌肉、石墨烯、电活性聚合物
更新于2025-09-04 15:30:14